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Novas pesquisas nos aproximam um passo do funcionamento de um computador quântico

Novas pesquisas nos aproximam um passo do funcionamento de um computador quântico

Cientistas da Purdue University e da University of Rochester demonstraram um método de retransmissão de informações por meio da transferência do estado dos elétrons.

Os pesquisadores afirmam que isso nos deixa um passo mais perto de criar um computador quântico totalmente funcional.

Isso faz parte do trabalho contínuo da Universidade de Rochester em sistemas quânticos, após ter recebido um $ 4 milhões concessão do Departamento de Energia para explorar materiais quânticos.

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Computação do futuro

A computação quântica pode abrir caminho para buscas de banco de dados e criptografia muito mais rápidas. Deve ser capaz de realizar processos que estão além dos domínios da computação clássica.

Pesquisadores incluindo John Nichol, professor assistente de física, e Rochester Ph.D. estudantes, Yadav P. Kandel e Haifeng Qiao têm pressionado pelo progresso no campo.

Um componente importante, mas difícil de controlar na computação quântica é o estado de comutação dos elétrons.

“Se você tem um elétron que está para cima e outro que está para baixo e você os empurra juntos pelo tempo certo, eles vão trocar”, disse Nichol em um comunicado à imprensa.

"Eles não trocaram de lugar, mas seus estados mudaram."

Mudança de estado

Para fazer esse fenômeno acontecer manualmente, Nichol e seus colegas resfriaram um chip semicondutor a temperaturas extremamente baixas.

Eles, então, usaram pontos quânticos - semicondutores em nanoescala - e capturaram quatro elétrons em uma linha, após o que moveram os elétrons para que se tocassem e seus estados mudassem.

"Há uma maneira fácil de alternar o estado entre dois elétrons vizinhos, mas fazê-lo por longas distâncias - no nosso caso, são quatro elétrons - requer muito controle e habilidade técnica", disse Nichol.

"Nossa pesquisa mostra que esta é agora uma abordagem viável para enviar informações por longas distâncias."

Um grande passo em uma longa estrada

Mudar o estado de um elétron para frente e para trás em uma série de qubits - o bit equivalente para computação quântica - sem mover a posição dos elétrons é uma exibição impressionante do potencial da física quântica para computação.

"Este experimento demonstra que as informações em estados quânticos podem ser transferidas sem realmente transferir os spins individuais do elétron para baixo da cadeia", disse Michael Manfra, professor de física e astronomia da Universidade Purdue.

"É um passo importante para mostrar como a informação pode ser transmitida mecanicamente quântica - de maneiras bem diferentes das que nossa intuição clássica nos levaria a acreditar."

Nichol compara esse experimento à preparação dos primeiros dispositivos de computador para os computadores de hoje, enquanto enfatiza que ainda estamos nos estágios iniciais dos sistemas quânticos.

Poderíamos um dia ter laptops de computação quântica? “Se você tivesse feito essa pergunta à IBM na década de 1960, eles provavelmente teriam dito não, não há como isso acontecer”, diz Nichol.

"Essa é minha reação agora. Mas, quem sabe?"


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